Hello World by 阿水

思久欲知 知繁渴思 朝乾夕惕 焚膏继晷 日拱一卒 功不唐捐

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LLC电路在不同工作频率下的区别

工作频率
$f_{s}<f_{r}$ 励磁电感$Lm$部分时间参与谐振,原边侧开关管零电压开通(ZVS),副边侧二极管零电流关断(ZCS)
$f_{s}=f_{r}$ 励磁电感$Lm$始终钳位(不参与谐振),整流二极管临界实现零电流关断(ZCS)
$f_{s}>f_{r}$ 励磁电感$Lm$始终钳位(不参与谐振),原边侧开关管零电压开通(ZVS)。但是,副边侧二极管无法零电流关断(ZCS),且存在反向回复损耗。

$f_{s}$开关频率,$f_{r}$谐振频率

开关电源补偿环路设计(1):基础部分-以Buck 为例

前提说明:这些内容本质上是对相关书籍的整理

强烈推荐:电源设计基础

一:buck变换器建模

buck变换器是最简单而经典的开关电源拓扑之一,其详细组成可见图1。

图1-1 buck变换器详细补偿环路图
图1-2 buck变换器补偿环路简图
图1

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环路补偿示例(例子)

为了说明使用Ⅲ型补偿方案的设计过程,以电压模式、CCM模式的Buck非隔离变换器为例。变换器相关规格如下

首先,需要定义PWM级的增益

接下来,将双极点的位置置于输出端滤波器的截止频率处

​ 事实上,还需要考虑输出电容的等效串联电阻(ESR),另外还有许多寄生参数会影响元件的性能。例如,电感绕组中存在串联的直流电阻和并联电容,而输出电容也会包含一些小的串联电感,但是对于这一层面的分析,其中大部分通常可以忽略不计。
​ 但是,电容的ESR是一个例外,因为我们很快就会看到,它足够大并可能影响我们感兴趣的频率范围内的性能。请注意,元器件制造商经常对这个数的定义并不明确,并且以非常保守的最大值作为指定值并写入规格书中同时 ESR具有一个负温度系数,所以应该考虑最低温度下的情况。
​ 因此,我们通常必须进行假设,ESR可以具有从0到最大最坏情况值的任何值,在本例中可以高达10mΩ。因此,这个电容ESR会引入一个零点,从而在如下频率处增加滤波器的增益∶

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1数据拆分

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typedef unsigned char u8;
typedef double f64;
typedef unsigned long long u64;

//拆分数据
void dataSplit(f64 data,u8 *buf)
{
for(int i=0;i<8;i++)
buf[i]=(*((u8 *)(&data)+i));
}

(&data)取出原始数据data的地址
(u8 )(&data),用一个u8(即unsigned char)型指针指向这个地址
((u8
)(&data)+i),指针加减法会移动指向位置,这里按u8长度为一个单位进行移动,从而依次指向原始数据中的每一段u8数据
(((u8 )(&data)+i)),将这个指针的值取出,也就是取出了原始数据中的每一段u8数据的值

2数据整合

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//拼接数据
f64 dataAssmeble(u8 *buf)
{
u64 temp=buf[8];
for(int i=6;i>=0;i--)
{temp=(temp<<8)|buf[i];}

f64 *data=(f64*)(&temp);
return *data;
}

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1 定性分析:

如图1为超级电容放电电路

如图1所示此时公式为

$\begin{cases} & \text{ } R+ R_{S}=U_{c}(t) \\ & \text{ } I=c \frac{dU_{c}}{dt}\end{cases}$
此时初始时刻的状态为

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QT主文件框架

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int main(int argc, char *argv[])
{
QApplication a(argc, argv); //实例化QT对象
MainWindow w; //用户界面
w.show();

return a.exec(); //消息循环 阻塞式 不退出
}

框架说明

1 初始化:每个QT程序都有一个QApplication对象,用于QT GUI的示例化,前端QT都有这个对象
2 QT界面显示对象MainWindow
3 主事件循环:a.exec()是每个QT应用程序都要调用的函数。程序运行停在这里等待外部事件(外部用户的任何动作)

开关电源中的“右半平面零点问题(RHPZ)

在小信号频率补偿中,极点和零点通常位于复数s平面的左半部分左半平面极点会使增益下降、相位滞后,而零点则相反,会使增益上升、相位超前。RHPZ的问题在于它的效果是让增益增加(类似于一个传统的零点),但是相位滞后。这个特性即使给予补偿的话也是很麻烦的(实际上一般也很难补偿),并且它通常会使整个环路增益在相对较低的频率时滚降。

在Buck系列电路中不会出现 RHPZ,它只会出现在 Boost和Flyback拓扑结构中,且只有在电路工作在连续导通模式(CCM)和恒定开关频率时才会出现。不出现在DCM中是因为DCM的起始状态是确定的(电流为0)。这是由输入到输出的能量传递的半周期延迟引起的(需要先储能再释放)

下图为相关解释

QQ截图20211129224720.png

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1 推挽开关电源

1.1 推挽拓扑

1.1.1 基本原理

推挽拓扑如图1.1 所示,其主变压器T1包含多个次级烧组。每个次级绕组都产生一对相位互差 180°的方波脉冲,脉冲幅值由输人电压以及初次级绕组匝数比决定。
所有次级绕组的脉冲宽度都相同,均由主输出回路的负反馈控制电路决定。在推挽电路中,开关管Q1和 Q2由两个相等的脉宽可调,相位互差180”的脉冲驱动。另外两个次级绕组$N_{s1}$和 $N_{s2}$为辅输出。
除此之外,存在开关管的导通压降$V_{ce}$,本文中设为1V。因此,当任意一个开关管导通时,对应半个初级绕组上的方波电压为$V_{dc}-1$

变压器次级侧是一个导通时间为$T_{on}$其值为最大为0.4、电压幅值为$[(V_{dc}-1 )(\frac{N_{s}}{N_{p}})-V_{d} ]$的平顶方波。此处$V_{d}$为次级侧二极管的正向压降。

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